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强非局域空间光孤子相互作用的理论初探

谢逸群  
【摘要】: 本论文研究了在强非局域克尔介质中平行入射、共同传输的两高斯光束的演化规律。光束在非局域非线性介质中的传输满足非局域非线性薛定鄂方程(NNLSE)。 本论文共分四章,主要类容如下: 第一章,介绍了近几年来关于非局域介质中光束传输理论的研究进展,推广了强非局域的概念。 第二章,在强非局域条件下简化了NNLSE,利用线性叠加原理获得了双光束共同传输的解析解。结果表明在传输过程中相互作用的高斯光束的相位决定于它们的输入总功率。以振幅一强一弱共同传输的孤子光束为例进行了具体研究,相位分析显示,与局域孤子相比,孤子光束在相当短的传输距离之内能产生大的相移,可以通过对强光(泵浦光)能量的调控来实现对弱光(信号光)的相位调制。 第三章,对NNLSE进行数值模拟,得到了双高斯光束共同传输的数值解。数值解与解析解的比较结果显示:在强非局域条件下我们所获得的NNLSE的简化方程是十分精确合理的;当介质响应函数的特征宽度约为光束所占空间尺度的3倍时,我们推导的简化方程依然适用。 第四章,是硕士期间协助导师所作的工作。通过对NNLSE进行数值模拟,求得了单光束传输的数值解。把光束束宽、相位的数值解和对应的解析解进行了比较。 本论文的主要贡献是:把光束的传输方程NNLSE简化成一线性形式的近似方程,发现可以通过调节强孤子光束的功率来控制另一弱光的相位并能使之在极短的传输距离内产生大的相移。


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